[发明专利]一种铝基液冷散热结构的制备方法和应用

说明书

一种铝基液冷散热结构的制备方法和应用，它涉及一种散热结构的制备方法和应用。本发明要解决现有传统泡沫材料强度低在高震动冲击工况下容易变形破碎的问题。制备方法：一、泡沫铝结构制备；二、液冷基体注入。应用：铝基液冷散热结构用于电子电路系统或电池系统的散热。本发明用于铝基液冷散热结构的制备和应用。

技术领域

本发明涉及一种散热结构的制备方法和应用。

背景技术

随着时代的发展，目前的航空、航天、车辆等领域，人们开始越来越重视轻量化的重要性。如在商用客机上，航空燃油的价格相较于传统汽车燃油高达十倍以上，降低每一点重量都可以节省大量的经济消耗。在战斗机领域，减重效益则可使战斗机机动性能和速度显著提高，带弹能力增强，继而增强其生存能力和战斗力。航天领域则可以增加有效载荷，实现运载能力的进一步突破。这些领域的诸多结构往往会采用轻质材料增加有效载荷，但是单纯的改变材料的成分配置往往会收到材料本身力学性能的影响，因而改变材料结构就成了改变这一现状的突破口。

泡沫结构具有多孔结构，相比于传统的合金具有更低的密度，并且具有诸多优良性质，可作为结构材料和功能材料应用在航空、航天、车辆等领域，可以带来巨大的减重效益，并附加诸多由于自身多孔结构带来的优势。如其泡沫结构就具有良好的吸能性能、阻尼性能，当遇到强烈冲击时，可保护关键部位不受到伤害。

随着航空航天及电子行业的不断发展，任务平台呈现任务量大、目标功能多、功耗发热量越来越大的趋势，尤其是其中通讯、电控部分，随着自身集成度的增大，其中甚至包含大量脉冲热源，如若散热单元的散热能力不足以维持温度的稳定，则会由于温度过高造成部件损坏，继而对人身财产安全构成威胁。这就对此类散热模块整体的散热性能提出了更高的要求，不仅是热量的传递、疏散，还对散热结构的均匀与否提出了要求。

目前主要应用的泡沫材料主要为高孔隙率的泡沫碳、泡沫铜等，目前在国际上美国、欧洲等企业部分电控、电池设备已采用泡沫碳、泡沫金属等作为散热媒介。而在实际使用中，碳结构材料存在易碎，制备困难等问题。而高孔隙率的泡沫镍、泡沫铜材料则存在制备成本高，结构面对颠簸、震动等工况时容易出现变形等问题。故而为了能利用泡沫材料的优势、规避其问题，需要寻找一种成本低、能对抗一定复杂工况的泡沫材料。

发明内容

本发明要解决现有传统泡沫材料强度低在高震动冲击工况下容易变形破碎的问题，而提供一种铝基液冷散热结构的制备方法和应用。

一种铝基液冷散热结构的制备方法，它是按以下步骤进行的：

一、泡沫铝结构制备：

①、向铝基粉末中加入助焊剂、颗粒增强相和造气剂，均匀搅拌，得到预制体粉末；

所述的铝基粉末与助焊剂的质量比为1:(0.01～1)；所述的铝基粉末与颗粒增强相的质量比为1:(0.01～1)；所述的铝基粉末与造气剂的质量比为1:(0.01～1)；

②、将预制体粉末放入热压烧结模具中，在保护气气氛下、温度为200℃～500℃及压力为1GPa以下的条件下，预烧结5min～10h，得到预烧结后的热压结构；

③、在保护气气氛下、温度为500℃～1500℃及压力为500MPa以下的条件下，将预烧结后的热压结构进行热压烧结10min～10h，得到烧结后的泡沫铝；

④、将烧结后的泡沫铝去除加工余量，冲洗，得到中孔泡沫铝；

二、液冷基体注入：

将中孔泡沫铝一端与冷却液液面相接触，通过中孔泡沫铝毛细现象实现冷却液的注入填充，得到铝基液冷散热结构。

一种铝基液冷散热结构的应用，铝基液冷散热结构用于电子电路系统或电池系统的散热。

本发明的有益效果是：